【前言】随着科学技术的巨大进步及社

      会生产力的迅速提高, 机床夹具已从一种辅助工具发展成为门类齐全的工艺装备。面对我国经济近年来的快速发展, 机械制造工业的壮大, 使得作为制造工业重要装备的各类机加工设备也有了许多新的变化。特别是作为机械制造中装夹工件的工艺装备(夹具),在机械化大生产的趋势下显的尤为重要, 因为夹具是机械加工生产中不可缺少的重要部分。

1 零件的工艺分析

      如图1所示冲片刀座零件,在该零件上有两组对称且互成45°的φ6斜孔。按照零件的工艺要求,根据现有的数控铣床设备,要完成两组φ6 斜孔的加工具有相当高的技术难度, 而且可能导致产品的废品率高的问题。

2 夹具的制作与调试

      分析图纸中零件的特点。零件中有斜孔,如果在普通的立式铣床装夹加工,其定位及尺寸公差难以解决。目前,通过设计机床夹具装夹工件再加工成为最有效的途径。零件中的斜孔相互间互有尺寸、形位关系, 同时可以通过利用夹具对零件的装夹将斜孔转化成在铣床中加工直孔的加工形式。于是根据零件图纸中的相关工艺尺寸要求及加工形式等因素,设计出如图2所示加工夹具,其主要由两部分构成:零件夹紧机构及对称斜孔分度定位机构。

2.1 夹具夹紧机构

      考虑到工件在铣床上进行加工, 切削力比较大等因素, 要求夹具夹紧机构具有足够的强度, 因此在安装工件的对称分度盘通过M10内六角螺栓及压块锁紧安装于锁紧轴中。

      夹具机构装配图如图2所示。通过转动手柄2旋转松紧螺栓3,带动斜楔轴5左右移动来控制锁紧轴14上下运动,从而达到夹紧或松开对称分度盘。

      在对图纸中零件进行切削加工的过程中,必须要对零件夹紧并有效地定位。该机床加工夹具中,将加工工件12通过定位销(其紧定于对称分度盘中)与和M5紧定螺钉11与对称分度盘9进行有效定位安装和固定。利用底座1 定位槽安装定位分度块6 将与定位分度盘的卡口槽配合定位, 限制定位分度盘转动。旋转手柄2带动M10松紧螺栓3转动(松紧螺栓穿过端面轴承4,避免在拉紧时其对底座左表面造成损坏),使斜楔轴5向左移动同时控制锁紧轴14向下运动,定位分度盘与锁紧轴配合安装并通过压块10和M10固定螺钉13压紧,从而限制了定位分度盘的六个自由度,保证工件加工工艺。若要松开,只需将手柄往反方向转动,推动斜楔轴向右移动, 此时锁紧轴受压缩弹簧15的弹力向上运动,并且将定位分度块从定位分度盘卡口槽中分离出来即可。

      压缩弹簧的选择: 由于该弹簧的主要作用是在松开锁紧轴时使其向上移动,因此弹簧需有足够的弹力但又能不影响锁紧。根据底座零件的相关设计尺寸及参考圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸及参数( G B /T2089-1994、GB/T1358-1993)及压缩弹簧几何尺寸计算(GB/T1239.6-1992)将弹簧相关参数确定为:线径为3.5mm,节距为7mm,有效圈数为5.5,自由高度为42mm。

2.2 夹具对称分度机构

      由于零件上的两组斜孔是相互对称的,因此在设计夹具时要充分利用该特性,以便于将来在铣床上加工。由于在夹具夹紧机构的设计中已经确定, 工件在完成加工之前始终紧固于对称分度盘中。根据两组斜孔的特性以及采取的加工形式, 其对应孔在加工时位置必须一致。据此,在加工完一组斜孔后, 只需把对称分度盘旋转180°就可以加工另一组斜孔。结合前面夹紧机构的方案, 在对称分度盘中设计出其旋转180°定位槽。

      对称分度机构与工件装配, 分别利用定位销、紧定螺钉将工件与对称分度盘定位固定安装, 并将定位分度块插入对称分度盘的任一卡口槽中。

      加工完一组斜孔后, 将定位分度块从对称分度盘的卡口槽中抽离出来, 并将对称分度盘从夹具机构稍微松开, 转动对称分度盘使其另一卡口槽能够与定位分度块配合安装, 同时推动定位分度块插入卡口槽中。将夹具中各松开的零件从新夹紧固定, 便可以进行下一组斜孔的加工。

3 使用效果

      目前,该机床夹具已应用于装夹零件加工中。从加工情况看,工件可以在一次对刀的情况下完成加工,有效地控制加工误差。该套机床夹具将夹紧机构与分度机构有机地联系起来,根据工件零件结构特点,利用定位销定位, 紧固螺栓将工件与对称分度盘固定, 可以避免直接夹紧工件而造成对其损伤, 通过定位分度块与对称分度盘的卡口槽的相互配合,既可以解决夹紧机构限制工件加工定位的六个自由度, 实现完全定位的问题, 又可以实现对称分度盘在转动过程中的分度(180°旋转)定位问题。

结束语

      该夹具结构简单, 定位精确, 操作方便,对于对称斜孔的加工具有较好的效果。大大减少了辅助时间, 降低了操作者的劳动强度,提高了生产效率和产品的合格率。通过实际机加工证明, 使用该工装夹具加工出来的零件, 均能达到设计图样的工艺要求。